KR101905076B1 - Electric tool with controller of battery pack and the control method thereof - Google Patents

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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
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    • H02J7/0026Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially using safety or protection circuits, e.g. overcharge/discharge disconnection

Abstract

본 발명은 전동공구용 배터리팩 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로서, 구체적으로 본 발명에 따른 전동공구는 배터리 팩, 작동부 및 제어부를 포함한다. 배터리 팩은 전력을 공급하는 다수의 배터리 셀을 구비하고, 상기 다수의 배터리 셀의 충방전 상태를 검출하고 제어하는 보호회로 모듈을 구비한다. 작동부는 상기 배터리 팩으로부터 전력을 공급받아 물리적인 에너지로 변환한다. 제어부는 상기 배터리 팩으로부터 상기 작동부에 전력이 전달되며, 동시에 상기 작동부가 작동하지 않는 상태가 지속됨으로써 유발되는 유사 과방전 상태에서 상기 배터리 팩의 보호 프로세스를 수행하도록 상기 보호회로 모듈을 제어한다.The present invention relates to an apparatus and a method for controlling a battery pack for a power tool. More particularly, the power tool according to the present invention includes a battery pack, an operating unit, and a control unit. The battery pack includes a plurality of battery cells for supplying electric power and a protection circuit module for detecting and controlling the charging and discharging states of the plurality of battery cells. The operation unit receives electric power from the battery pack and converts it into physical energy. The control unit controls the protection circuit module to perform the protection process of the battery pack in the pseudo overdischarge state caused by continuing the state in which the power is transmitted from the battery pack to the operation unit and the operation unit is not operated.

Description

배터리 팩 제어장치를 구비한 전동공구 및 그 제어방법{Electric tool with controller of battery pack and the control method thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a power tool having a battery pack control device and a control method thereof,
본 발명은 배터리 팩 제어장치를 구비한 전동공구 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배터리 팩의 열화를 방지가 가능한 전동공구에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a power tool having a battery pack control device and a control method thereof, and more particularly to a power tool capable of preventing deterioration of a battery pack.
일반적으로 휴대용 노트북 컴퓨터 및 휴대용 전동공구와 같은 휴대용 전자기기는 해당 기기가 필요로 하는 전력을 전달받기 위하여 충전 가능한 배터리 팩을 구비한다. 배터리 팩은 다수의 배터리 셀과, 각 배터리 셀의 과충전 또는 과방전 등을 방지하기 위한 보호 소자 및 배터리 매니지먼트 유닛(Battery Management Unit: BMU) 등을 포함한다.2. Description of the Related Art Generally, portable electronic devices such as a portable notebook computer and a portable power tool have a rechargeable battery pack to receive the power required by the device. The battery pack includes a plurality of battery cells, a protection element for preventing overcharge or overdischarge of each battery cell, and a battery management unit (BMU).
배터리 팩을 이루는 각각의 배터리 셀은 제조 공정 상의 여러 가지 이유로 인해 용량 편차가 존재한다. 따라서 배터리 팩은 충방전 사이클 중에 각 배터리 셀의 충방전 전압에 편차가 발생한다. 이에 따라 배터리 팩은 충전 중에 특정 배터리 셀이 과충전될 수 있고, 또한 방전 중에 특정 배터리 셀이 과방전될 수 있다. 이와 같이 배터리 팩 중에서 특정 배터리 셀의 과충전이나 과방전은 배터리 팩의 용량을 감소시킬 뿐만 아니라 배터리 팩을 열화(degrade)시키고 수명을 단축시킨다.Each battery cell constituting the battery pack has a capacity deviation due to various reasons in the manufacturing process. Therefore, the charge / discharge voltage of each battery cell varies during the charge / discharge cycle of the battery pack. As a result, the battery pack may overcharge a specific battery cell during charging, and a specific battery cell may be overdischarged during discharging. As described above, overcharge or overdischarge of a specific battery cell not only reduces the capacity of the battery pack, but also degrade and shorten the life of the battery pack.
한편, 이러한 일반적인 과충전 및 과방전 이외에도, 전동 공구를 이용하는 작업에서 해당 작업의 부하가 전동 공구의 출력 범위를 벗어나는 경우, 예를 들어 최대 전력 또는 전류가 공급되고 있으나 전동 공구가 작동하지 못하는 경우 이러한 상태가 지속되면 과방전 상태가 아님에도 불구하고 배터리의 전압이 급격이 감소하는 과방전과 유사한 상태가 되고 배터리가 열화되는 문제점이 발생하게 된다. 일반적인 과방전 및 과충전 상태와 더불어 이러한 제품 특성에 따른 유사 과방전 상태에 대응하여서도 배터리를 보호하기 위한 보호 프로세스를 마련하여야 한다.On the other hand, in addition to the general overcharging and overdischarge, when the load of the work is out of the range of the power tool in the operation using the power tool, for example, when the maximum power or current is supplied but the power tool is not operated, The voltage of the battery is in a state similar to overdischarge in which the voltage suddenly decreases and the battery is deteriorated. In addition to typical overdischarge and overcharge conditions, protection processes must be provided to protect the battery in response to a similar overdischarge condition due to these product characteristics.
본 발명의 과제는 과방전 상태 및 과출력에 따른 유사 과방전 상태를 정확히 판단하는 수단을 제공하는 데 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention provides a means for accurately determining an overdischarging state according to an overdischarge state and an overdischarge state.
또한 본 발명의 과제는 과방전 상태 및 유사 과방전 상태를 적절히 감지하고 이에 대응하여 배터리 셀의 보호를 위한 프로세스를 신속히 수행할 수 있도록 제어하는 수단 및 방법을 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide a means and a method for appropriately detecting the over-discharge state and the over-discharge state and controlling the process so as to promptly perform the process for protecting the battery cell.
본 발명에 따른 전동공구는 배터리 팩, 작동부 및 제어부를 포함한다.A power tool according to the present invention includes a battery pack, an operating portion, and a control portion.
배터리 팩은 전력을 공급하는 다수의 배터리 셀을 구비하고, 상기 다수의 배터리 셀의 충방전 상태를 검출하고 제어하는 보호회로 모듈을 구비한다.The battery pack includes a plurality of battery cells for supplying electric power and a protection circuit module for detecting and controlling the charging and discharging states of the plurality of battery cells.
작동부는 상기 배터리 팩으로부터 전력을 공급받아 물리적인 에너지로 변환한다.The operation unit receives electric power from the battery pack and converts it into physical energy.
제어부는 상기 배터리 팩으로부터 상기 작동부에 전력이 전달되며, 동시에 상기 작동부가 작동하지 않는 상태가 지속됨으로써 유발되는 유사 과방전 상태에서 상기 배터리 팩의 보호 프로세스를 수행하도록 상기 보호회로 모듈을 제어한다.The control unit controls the protection circuit module to perform the protection process of the battery pack in the pseudo overdischarge state caused by continuing the state in which the power is transmitted from the battery pack to the operation unit and the operation unit is not operated.
또한 상기 작동부의 물리적 작동 여부를 검출하는 작동 검출부를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 작동부에 전달되는 전류량을 검출하는 전류 검출부를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include an operation detecting unit that detects whether the operation unit is physically operated. The apparatus may further include a current detector for detecting an amount of current transmitted to the operation unit.
나아가 상기 제어부는 상기 전류 검출부로부터 작동부의 미작동 신호를 입력받고, 상기 전류 검출부가 기 설정된 전류량 이상의 값을 검출하는 경우 유사 과방전 상태로 판단할 수 있다.Further, the control unit may receive the non-operating signal of the operating unit from the current detecting unit, and may determine that the current detecting unit is in a pseudo-overdischarge state when the current detecting unit detects a value of a predetermined current amount or more.
더 나아가 상기 배터리 팩의 출력전압을 측정하는 전압 검출부를 더 구비할 수 있다. 이 경우 상기 제어부는 상기 전압 검출부로부터 측정된 값이 기 설정된 저 전압상태 기준값 보다 작은 경우에 상기 유사 과방전 상태 여부를 판단한다.And a voltage detector for measuring the output voltage of the battery pack. In this case, if the measured value from the voltage detecting unit is smaller than the preset low voltage state reference value, the controller determines whether the overdischarge state is present.
또한 상기 제어부는 상기 전압 검출부로부터 측정된 값이 기 설정된 저 전압상태 기준값 이하가 되는 시점부터 기 설정된 딜레이 타임이 경과된 후 상기 배터리 팩의 보호 프로세스를 수행하도록 상기 보호회로 모듈을 제어할 수 있다.In addition, the controller may control the protection circuit module to perform the protection process of the battery pack after a predetermined delay time has elapsed from a time when the value measured by the voltage detector reaches a predetermined low voltage state reference value or less.
또한 상기 딜레이 타임은 일정한 기준 온도에 대응하는 값으로 산출될 수 있다. Further, the delay time can be calculated as a value corresponding to a constant reference temperature.
또한 상기 배터리 팩 외측의 온도를 측정하는 온도 검출부를 더 구비할 수 있다. 이 경우 상기 제어부는 상기 기준 온도와 상기 측정된 온도의 차에 따라 상기 딜레이 타임을 변경시킨다. 나아가 상기 제어부는 상기 딜레이 타임을 상기 측정된 온도와 반비례하도록 변경시킬 수 있다.The apparatus may further include a temperature detector for measuring a temperature outside the battery pack. In this case, the control unit changes the delay time according to the difference between the reference temperature and the measured temperature. Further, the controller may change the delay time to be in inverse proportion to the measured temperature.
한편, 본 발명에 따른 전동공구 제어방법은 다음과 같은 단계를 포함할 수 있다. Meanwhile, the power tool control method according to the present invention may include the following steps.
제1 단계에서는 전동 공구의 작동 중 저전압 상태가 되었는지 여부를 판단한다.In the first step, it is determined whether or not the power tool is in a low voltage state during operation.
제2 단계에서는 저전압 상태의 경과 시간을 카운트 시작한다.In the second step, the elapsed time of the low voltage state is counted.
제3 단계에서는 배터리가 유사 과방전 상태인지를 판단한다.In the third step, it is determined whether the battery is in the overdischarge state.
제4 단계에서는 저전압 상태가 기 설정된 딜레이 타임에 도달하거나, 상기 배터리가 유사 과방전 상태인 경우 과방전에 대응하여 상기 배터리을 보호하기 위한 프로세스를 수행한다.In the fourth step, a process for protecting the battery in response to overdischarge is performed when the low voltage state reaches a predetermined delay time or the battery is in a similar overdischarge state.
또한 상기 제3 단계는 주기적으로 수행될 수 있다.Also, the third step may be performed periodically.
또한 상기 전동 공구에 기 설정된 전류량 이상의 전류가 공급되고, 동시에 상기 제3 단계에서 전동공구가 물리적인 작동을 하지 않는 경우 유사 과방전 상태로 판단할 수 있다.In addition, if the electric power tool is supplied with a current equal to or greater than a preset current amount and the electric tool is not physically operated in the third step, it can be judged to be in the overdischarge state.
또한 상기 제2 단계와 제3 단계의 최초 수행은 동시에 이루어질 수 있다.Also, the initial execution of the second and third steps may be performed simultaneously.
또한 상기 제4 단계에서 상기 딜레이 타임은 전동 공구의 외부 온도에 반비례하도록 갱신될 수 있다.Also, in the fourth step, the delay time may be updated to be inversely proportional to the external temperature of the power tool.
본 발명에 따르면 과방전 상태 및 과출력에 따른 유사 과방전 상태를 정확히 판단할 수 있다. According to the present invention, it is possible to accurately determine the overdischarge state according to the overdischarge state and the overdischarge state.
또한 본 발명에 따르면 과방전 상태 및 유사 과방전 상태를 적절히 감지하고 이에 대응하여 배터리 셀의 보호를 위한 프로세스를 신속히 수행하도록 함으로써 유사 과방전 상태가 지속됨에 따라 발생할 수 있는 배터리 셀의 열화 현상을 방지하는 효과가 있다.According to the present invention, the over-discharge state and the over-discharge state are suitably sensed, and the process for protecting the battery cell is performed in a corresponding manner, thereby preventing deterioration of the battery cell, which may occur as the over- .
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 제어장치를 구비한 전동공구를 나타내는 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 전동공구의 배터리 팩의 제어 프로세스를 나타내는 순서도이다.
도 3은 정상 방전 상태와 유사 과방전 상태를 비교하는 그래프이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 배터리 팩 제어장치를 구비한 전동공구를 나타내는 블록도이다.
도 5는 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩 제어장치를 구비한 전동공구를 나타내는 블록도이다.
도 6은 온도에 따른 과방전의 컷오프를 설명하기 위한 그래프이다.
1 is a block diagram showing a power tool having a battery pack control apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart showing a control process of a battery pack of a power tool according to an embodiment.
3 is a graph comparing the steady-state discharge state and the overdischarge state.
4 is a block diagram showing a power tool having a battery pack control apparatus according to another embodiment.
5 is a block diagram showing a power tool having a battery pack control apparatus according to another embodiment.
6 is a graph for explaining an overdischarge cutoff according to temperature.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 특별한 정의나 언급이 없는 경우에 본 설명에 사용하는 방향을 표시하는 용어는 도면에 표시된 상태를 기준으로 한다. 또한 각 실시예를 통하여 동일한 도면부호는 동일한 부재를 가리킨다.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the absence of special definitions or references, the terms used in this description are based on the conditions indicated in the drawings. The same reference numerals denote the same members throughout the embodiments.
<실시예 1>&Lt; Example 1 >
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩 제어장치를 구비한 전동공구를 나타내는 블록도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 전동공구의 배터리 팩의 제어 프로세스를 나타내는 순서도이며, 도 3은 정상 방전 상태와 유사 과방전 상태를 비교하는 그래프이다.FIG. 1 is a block diagram showing a power tool having a battery pack control apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart showing a control process of a battery pack of a power tool according to an embodiment, A graph comparing a steady-state discharge state with a similar over-discharge state.
도 1을 참조하여 일 실시예에 따른 전동공구(10)를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩 제어장치를 구비한 전동공구를 나타내는 블록도이다.The power tool 10 according to one embodiment will be described with reference to Fig. 1 is a block diagram showing a power tool having a battery pack control apparatus according to an embodiment of the present invention.
배터리 팩(200)은 다수의 배터리 셀(220)과 보호회로 모듈(210)을 구비한다. 배터리 셀(220)은 후술할 장치부(100)에 필요한 전력을 공급한다. 보호회로 모듈(210) 또는 배터리 관리 유닛(BMU)은 배터리 셀(220)의 작동 상태를 모니터링 하고, 배터리 셀(220)의 건전성에 필요한 제어를 수행한다. 또한 보호회로 모듈(210)은 배터리 셀(220)의 충방전 상태를 검출하고 제어한다.The battery pack 200 includes a plurality of battery cells 220 and a protection circuit module 210. The battery cell 220 supplies necessary power to the device unit 100 to be described later. The protection circuit module 210 or the battery management unit BMU monitors the operating state of the battery cell 220 and performs control necessary for the health of the battery cell 220. [ The protection circuit module 210 also detects and controls the charge / discharge state of the battery cell 220.
장치부(100)는 배터리 팩(200)을 제외한 나머지 전동공구의 구성을 의미한다. 배터리 팩(200)은 장치부(100)의 내부 또는 외측에 구비되어 전기적으로 연결된다. 배터리 팩(200)과 장치부(100)의 기계적 연결방식에는 제한이 없다.The device unit 100 refers to the configuration of the remaining electric power tools except for the battery pack 200. The battery pack 200 is provided inside or outside the apparatus unit 100 and is electrically connected thereto. There is no limitation on the mechanical connection between the battery pack 200 and the apparatus unit 100.
작동부(110)는 배터리 팩(220)으로부터 전력을 공급받아 물리적인 에너지로 변환한다. 예를 들어 드릴과 같은 전동공구인 경우 해당 전동공구의 팁(tip)부분은 벽에 구멍을 뚫거나 나사를 삽입하기 위한 기능을 한다. 여기서 전동공구의 팁(tip), 팁과 연결된 샤프트 및 샤프트를 회전시키기 위한 모터가 작동부(110)에 해당할 수 있다. 즉, 명칭이나 기계적 구조에 관련없이 전기적인 에너지를 기계적, 물리적 에너지로 변환시키고 이를 이용하는 구성이 이에 해당한다.The operation unit 110 receives electric power from the battery pack 220 and converts it into physical energy. For example, in the case of a power tool such as a drill, the tip of the power tool functions to perforate the wall and insert the screw. Here, a tip of the power tool, a shaft connected to the tip, and a motor for rotating the shaft may correspond to the actuating part 110. That is, a structure that converts electrical energy into mechanical and physical energy and utilizes it, regardless of name or mechanical structure.
작동 검출부(120)는 작동부(100)의 작동여부를 감지하는 구성이다. 작동 검출부(120)는 작동부(110)의 작동을 감지하기 위하여 전기적 또는 기계적인 센서를 이용할 수 있다. 작동 검출부(120)의 구성에 제한은 없다. 예를 들어 전동 드릴의 경우 샤프트의 회전을 검출하는 자기센서 또는 광센서 등을 구비할 수 있다. 해당 자기 센서 또는 광센서를 통하여 전동 드릴의 샤프트가 회전하는 것을 감지한다.The operation detecting unit 120 detects whether the operation unit 100 is operating. The operation detection unit 120 may use an electric or mechanical sensor to sense the operation of the operation unit 110. [ The configuration of the operation detecting unit 120 is not limited. For example, in the case of an electric drill, a magnetic sensor or an optical sensor for detecting the rotation of the shaft may be provided. And detects the rotation of the shaft of the electric drill through the magnetic sensor or the optical sensor.
전류 검출부(130)는 작동부(110)에 전달되는 전류를 검출한다. 전동 드릴의 경우의 경우 샤프트를 회전 시키는 모터에 공급되는 전류를 검출할 수 있다.The current detection unit 130 detects a current transmitted to the operation unit 110. In the case of the electric drill, the electric current supplied to the motor for rotating the shaft can be detected.
제어부(140)는 보호회로 모듈(210)로부터 배터리 셀(220)의 상태를 전달받는다. The control unit 140 receives the state of the battery cell 220 from the protection circuit module 210.
한편, 전동드릴을 이용하여 나사못을 박는 경우, 일정 깊이 나사못이 박혀 전동드릴이 더 이상회전하기 어려운 상황이 되면 전동드릴은 고출력 상태가 되나 전동드릴의 팁 부분은 회전하지 않거나 회전속도가 상대적으로 떨어지게 된다. 이 경우 이차전지의 입장에서는 만방전과 유사한 효과가 발생하게 되고, 이러한 유사 과방전(만방전과 유사)상태가 반복되면 셀의 열화가 심화된다. When the screw is inserted by using the electric drill, the electric drill is in a high output state when the electric drill is hard to rotate any more because the screw is inserted at a certain depth, but the tip portion of the electric drill is not rotated, do. In this case, a similar effect to that of the dead battery occurs in the secondary battery, and deterioration of the cell is intensified if such a similar overdischarge (similar to the discharge phenomenon) is repeated.
일반적으로 배터리 셀은 도 3의 상부 그래프를 따라 방전된다. 즉, 일반적인 사용에 따른 배터리 셀은 방전을 지속하다가 스펙상의 풀 방전 상태(VFD)에 도달한다. 이후 지속적으로 방전이 되는 경우에는 일정 시간이 지난 후에 과방전 상태에 도달하게 된다. 과방전 상태가 지속되면 배터리 셀(220)이 충방전의 가역성을 잃게 된다. Generally, the battery cell is discharged according to the upper graph of Fig. That is, the battery cell according to general use continues to discharge and reaches the full discharge state (V FD ) on the specification. If the discharge is continued, the overdischarge state is reached after a certain time. If the overdischarge state continues, the battery cell 220 loses its reversibility of charging / discharging.
한편, 유사 과방전 상태의 경우에는 도 3의 하부 그래프와 같이 일시적으로 전압이 급감하게 된다. 이 경우 과방전 상태에 이르는 시간이 더 짧아지게 된다. 즉, 일정 전압 이하로 전압이 떨어진 시점으로부터 일정 시간 이후에 과방전 방지 프로세스를 실행하는 방법의 경우에는 이러한 유사 과방전 상태에 의한 배터리 셀의 열화를 방지하기 어렵게 된다.On the other hand, in the case of the overdischarge state, the voltage is temporarily reduced as shown in the lower graph of FIG. In this case, the time to reach the overdischarge state becomes shorter. That is, in the case of a method of executing the overdischarge prevention process after a certain time from when the voltage drops below a predetermined voltage, it is difficult to prevent deterioration of the battery cell due to such overdischarge state.
제어부(140)는 작동 검출부(120)와 전류 검출부(130)에 연결된다. 제어부(140)는 작동 검출부(120)로부터 작동부(110)가 작동 상태인지 비작동 상태인지 여부에 대한 신호를 전달받는다. 또한 제어부(140)는 전류 검출부(130)로부터 작동부(110)에 전류가 공급되고 있는 상태인지 공급되지 않는 상태인지 여부를 전달받는다. 제어부(140)는 배터리 셀(220)의 저전압 상태로 판단되는 시점부터 전류 검출부(130)와 작동 검출부(120)로부터 해당 신호를 주기적으로 전달 받는다.The control unit 140 is connected to the operation detection unit 120 and the current detection unit 130. The control unit 140 receives a signal from the operation detection unit 120 as to whether the operation unit 110 is in an operation state or a non-operation state. The controller 140 receives from the current detector 130 whether the current is supplied to the operation unit 110 or not. The control unit 140 periodically receives the corresponding signals from the current detector 130 and the operation detector 120 at a time when the battery cell 220 is determined to be in a low voltage state.
제어부(140)는 주기적으로 신호를 전달 받은 후, 작동부(110)가 비작동 상태이고 동시에 전류가 공급되는 상태인지를 지속적으로 모니터링한다. 작동부(110)가 비작동 상태인 조건과 전류가 지속적으로 공급되는 상태인 조건이 동시에 만족되는 경우에 제어부(140)는 유사 과방전 상태로 판단한다.After receiving the signal periodically, the control unit 140 continuously monitors whether the operation unit 110 is in the non-operating state and the current is supplied. When the operating unit 110 is in the non-operating state and the current is continuously supplied, the controller 140 determines that the operating unit 110 is in the overdischarge state.
제어부(140)는 보호회로모듈(210)로부터 배터리 셀(220)의 전압이 과출력인 것으로 의심되는 시점, 즉 저전압 상태로 판단되는 시점부터 시간을 카운트 하고 일정 시점이 지난 이후에 과방전 방지 프로세스를 실행한다. 또한 이와 병행하여 작동부(110)가 작동되지 않고 동시에 작동부(110)에 전류가 공급되거나 기 설정된 전류량 이상의 전류가 공급되는 경우에도 마찬가지로 과방전 방지 프로세스를 실행한다. 제어부(140)는 이러한 두 가지 프로세스를 병행하여 보호회로 모듈(210)이 과방전 방지 프로세스를 수행하도록 제어한다.
The control unit 140 counts the time from the time when the voltage of the battery cell 220 is suspected to be an over-discharge, that is, the time when the voltage of the battery cell 220 is judged as a low-voltage state from the protection circuit module 210, . Similarly, when the operation unit 110 is not operated at the same time and a current is supplied to the operation unit 110 or a current equal to or greater than a predetermined current amount is supplied, the over-discharge prevention process is similarly executed. The control unit 140 controls the protection circuit module 210 to perform the over-discharge prevention process in parallel with the two processes.
도 2 및 도 3을 참조하여 본 실시예에 따른 전동공구 제어 프로세스를 설명한다. The power tool control process according to this embodiment will be described with reference to Figs. 2 and 3. Fig.
전동공구가 작동된 후 정상방전을 시작한다(S10). 이후 전동 공구의 작동 중 보호회로 모듈로부터 배터리 셀의 전압 상태를 전달받아 저전압 상태가 되었는지 여부를 판단한다(S20).After the power tool is activated, a normal discharge is started (S10). Thereafter, the voltage state of the battery cell is received from the protection circuit module during operation of the power tool, and it is determined whether or not the battery is in a low voltage state (S20).
저전압 상태가 검출된 경우 저전압 상태의 시작 시간으로부터 경과된 시간을 카운트 한다(S30). 이후 기준 카운트에 도달할 때까지, 즉 저전압 상태가 시작된 시간으로부터 일정 시간이 지난 시점까지(S50) 작동부가 작동하는 지 여부를 주기적으로 판단하게 된다(S40). 앞서 설명한 바와 같이 전류가 지속적으로 공급되는 데에도 불구하고 작동부가 작동하지 않는 경우에는 과방전 제어 및 보호 프로세스를 수행하게 되고, 또한 작동부가 지속적으로 작동하고 있는 경우에는 기준 카운트에 도달하였을 때에 과방전 제어 및 보호 프로세스를 수행하게 된다. When the low voltage state is detected, the elapsed time from the start time of the low voltage state is counted (S30). In operation S40, it is determined whether the operation unit is operated until the reference count is reached, that is, from the time when the low voltage state is started until a predetermined time elapses (S50). As described above, in the case where the operation unit does not operate even though the current is continuously supplied, the over discharge control and protection process is performed. Also, when the operation unit is continuously operated, when the reference count is reached, Control and protection processes.
한편, 카운트를 시작하는 시점과 작동부의 작동여부를 검출하는 단계는 동시에 이루어질 수도 있다.
On the other hand, the step of starting the counting and the step of detecting the operation of the actuating part may be performed simultaneously.
<실시예 2>&Lt; Example 2 >
도 4를 참조하여 다른 실시예에 따른 전동공구를 설명한다. 도 4는 다른 실시예에 따른 배터리팩 제어장치를 구비한 전동공구를 나타내는 블록도이다.A power tool according to another embodiment will be described with reference to Fig. 4 is a block diagram showing a power tool having a battery pack control apparatus according to another embodiment.
배터리 팩(200)의 출력전압을 측정하는 전압 검출부(230)를 더 구비할 수 있다. 이 경우 제어부(140)는 전압 검출부(230)로부터 측정된 값이 기 설정된 저 전압상태 기준값 보다 작은 경우에 상기 유사 과방전 상태 여부의 판단을 시작한다. 즉, 저 전압상태가 기준값 보다 작은 경우에 일정 시간의 경과를 체크하기 위하여 카운트를 시작하고, 주기적으로 유사 과방전 상태인지 여부를 판단할 수 있다. 유사 과방전 상태인지의 여부는 앞서 설명한 바와 같이 작동부(110)에 전류가 공급되며 동시에 작동부(110)가 작동하지 않는 경우를 의미한다.And a voltage detector 230 for measuring an output voltage of the battery pack 200. In this case, when the measured value from the voltage detector 230 is smaller than the predetermined low voltage state reference value, the controller 140 starts to determine whether the overdischarge state is present. That is, when the low voltage state is smaller than the reference value, counting is started in order to check the elapse of a predetermined time period, and it can be judged whether or not the state is similar overdischarge periodically. Whether or not the battery is in the overdischarge state means that the operation unit 110 is supplied with current and the operation unit 110 is not operated as described above.
이외의 구성은 실시예 1의 구성과 동일하다.
Other configurations are the same as those of the first embodiment.
<실시예 3>&Lt; Example 3 >
도 5 및 도 6을 참조하여 또 다른 실시예에 따른 전동공구를 설명한다. 도 5는 또 다른 실시예에 따른 배터리팩 제어장치를 구비한 전동공구를 나타내는 블록도이고, 도 6은 온도에 따른 과방전의 컷오프를 설명하기 위한 그래프이다.A power tool according to another embodiment will be described with reference to Figs. 5 and 6. Fig. FIG. 5 is a block diagram showing a power tool having a battery pack control apparatus according to another embodiment, and FIG. 6 is a graph for explaining an overdischarge cutoff according to temperature.
본 실시예에서는 전동공구 즉, 장치부(100)와 배터리 팩(200)의 외부 온도를 측정하는 온도 측정부(300)를 더 구비한다. The present embodiment further includes a temperature measuring unit 300 for measuring the external temperature of the power tool, that is, the apparatus unit 100 and the battery pack 200.
외부의 온도가 높아 질수록 도 6에 도시된 바와 같이 배터리 셀(200)이 과방전으로 평가되는 컷 오프 전압(VOD)가 상승하게 된다. 과방전 또는 유사 과방전 현상이 발생하는 경우에 외부의 온도가 낮은 경우에 비하여 보다 일찍 과방전 또는 유사 과방전 상태에 도달하게 된다. 따라서 제어부(140)는 저전압 상태 검출 후 과방전 제어 및 보호 프로세스를 수행하기까지 카운트 하는 시간, 즉 딜레이 타임을 온도 측정부(300)에 의하여 측정된 온도에 상응하도록 제어할 수 있다. 이 때 딜레이 타임은 온도에 반비례하는 값으로 산출될 수 있다. As the external temperature increases, the cut-off voltage V OD , in which the battery cell 200 is evaluated as overdischarge, rises as shown in FIG. If overdischarge or similar overdischarge occurs, the overdischarge or similar overdischarge state is reached earlier than when the external temperature is low. Accordingly, the control unit 140 may control the counting time until the over-discharge control and protection process is performed, that is, the delay time, corresponding to the temperature measured by the temperature measuring unit 300 after the detection of the undervoltage condition. At this time, the delay time can be calculated as a value inversely proportional to the temperature.
앞서 설명한 바와 같이 과방전이 발생한 경우 이차전지의 방전이 용량 이상으로 되고, 이 현상이 계속되면 화학전 반응에 의하여 충방전의 가역성을 잃어버린다. 이러한 과방전 또는 유사 과방전 현상을 방지하기 위한 과방전 제어 및 보호 프로세스는 보호회로 모듈(210) 또는 배터리 관리 유닛(BMU)에 의하여 수행된다.
As described above, when the over-discharge occurs, the discharge of the secondary battery becomes larger than the capacity, and if this phenomenon continues, the reversibility of charging and discharging is lost due to the chemical reaction. The over discharge control and protection process for preventing such over discharge or similar over discharge phenomenon is performed by the protection circuit module 210 or the battery management unit (BMU).
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 상술한 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 구체화된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 전동공구용 배터리팩 제어장치 및 제어방법으로 구현될 수 있다.
While the invention has been shown and described with reference to certain embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. A pack control device, and a control method.
10: 제어부 100: 장치부
110: 작동부 120: 작동 검출부
130: 전류 검출부 140: 제어부
200: 배터리 팩 210: 보호회로 모듈
220: 배터리 셀 230: 전압검출부
300: 온도 측정부
10: control unit 100:
110: operation unit 120: operation detection unit
130: current detection unit 140:
200: Battery pack 210: Protection circuit module
220: battery cell 230: voltage detection unit
300: Temperature measuring unit

Claims (13)

  1. 전력을 공급하는 배터리 셀을 구비하고, 상기 배터리 셀의 충방전 상태를 검출하고 제어하는 보호회로 모듈을 구비하는 배터리 팩;
    상기 배터리 팩으로부터 전력을 공급받아 물리적인 에너지로 변환하는 작동부; 및
    상기 배터리 팩으로부터 상기 작동부에 전력이 전달되며, 동시에 상기 작동부가 작동하지 않는 상태가 지속되는 유사 과방전 상태에서 상기 배터리 팩의 보호 프로세스를 수행하도록 상기 보호회로 모듈을 제어하는 제어부;를 포함하며,
    상기 배터리 팩의 출력전압을 측정하는 전압 검출부를 더 구비하고,
    상기 제어부는 상기 전압 검출부로부터 측정된 값이 기 설정된 저 전압상태 기준값 보다 작은 경우에 상기 유사 과방전 상태 여부를 판단하며,
    상기 제어부는 상기 전압 검출부로부터 측정된 값이 기 설정된 저 전압상태 기준값 이하가 되는 시점부터 기 설정된 딜레이 타임이 경과된 후 상기 배터리 팩의 보호 프로세스를 수행하도록 상기 보호회로 모듈을 제어하고,
    상기 배터리 팩 외측의 온도를 측정하는 온도 검출부를 더 구비하고,
    상기 제어부는 일정한 기준 온도와 상기 측정된 온도의 차에 따라 상기 딜레이 타임을 변경시키는 전동 공구.
    A battery pack having a battery cell for supplying power and having a protection circuit module for detecting and controlling the charge / discharge state of the battery cell;
    An operation unit that receives power from the battery pack and converts the power into physical energy; And
    And a controller for controlling the protection circuit module to perform the protection process of the battery pack in a pseudo overdischarge state in which power is transferred from the battery pack to the operation unit and the operation unit is not operated at the same time ,
    And a voltage detector for measuring an output voltage of the battery pack,
    Wherein the controller determines whether the overdischarge state is present if the measured value is less than a predetermined low voltage state reference value,
    The control unit controls the protection circuit module to perform the protection process of the battery pack after a predetermined delay time elapses from a time when the measured value from the voltage detection unit becomes a predetermined low voltage state reference value or less,
    Further comprising a temperature detector for measuring a temperature outside the battery pack,
    Wherein the control unit changes the delay time according to a difference between a predetermined reference temperature and the measured temperature.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 작동부의 물리적 작동 여부를 검출하는 작동 검출부; 및
    상기 작동부에 전달되는 전류량을 검출하는 전류 검출부;를 포함하는 전동 공구.
    The method according to claim 1,
    An operation detecting unit that detects whether the operation unit is physically operated; And
    And a current detector for detecting an amount of current delivered to the operating unit.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전류 검출부로부터 작동부의 미작동 신호를 입력받고, 상기 전류 검출부가 기 설정된 전류량 이상의 값을 검출하는 경우 유사 과방전 상태로 판단하는 전동공구.
    3. The method of claim 2,
    Wherein the control unit receives the non-operating signal of the operating unit from the current detecting unit, and determines that the current detecting unit is in a similar overdischarging state when the current detecting unit detects a value of a predetermined current amount or more.
  4. 삭제delete
  5. 삭제delete
  6. 삭제delete
  7. 삭제delete
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 딜레이 타임을 상기 측정된 온도와 반비례하도록 변경시키는 전동 공구.
    The method according to claim 1,
    And the control unit changes the delay time so as to be in inverse proportion to the measured temperature.
  9. 전동 공구의 작동 중 저전압 상태가 되었는지 여부를 판단하는 제1 단계;
    저전압 상태의 경과 시간을 카운트 시작하는 제2 단계;
    배터리가 유사 과방전 상태인지를 판단하는 제3 단계; 및
    저전압 상태가 기 설정된 딜레이 타임에 도달하거나, 상기 배터리가 유사 과방전 상태인 경우 과방전에 대응하여 상기 배터리를 보호하기 위한 프로세스를 수행하는 제4 단계를 포함하며,
    상기 제4 단계에서 상기 딜레이 타임은 전동 공구의 외부 온도에 반비례하도록 갱신되는 전동공구 제어방법.
    A first step of determining whether a low voltage state has been reached during operation of the power tool;
    A second step of starting counting the elapsed time of the low voltage state;
    A third step of determining whether the battery is in the overdischarge state; And
    And a fourth step of performing a process for protecting the battery in response to overdischarge when the low voltage state reaches a predetermined delay time or the battery is in a similar overdischarge state,
    Wherein the delay time is updated to be inversely proportional to an external temperature of the power tool in the fourth step.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제3 단계는 주기적으로 수행되는 전동공구 제어방법.
    10. The method of claim 9,
    Wherein the third step is performed periodically.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전동 공구에 기 설정된 전류량 이상의 전류가 공급되고, 동시에 상기 제3 단계에서 전동공구가 물리적인 작동을 하지 않는 경우 유사 과방전 상태로 판단하는 전동공구 제어방법.
    11. The method of claim 10,
    A current exceeding a preset current amount is supplied to the power tool, and at the same time, when the power tool does not perform a physical operation in the third step, the power tool is determined to be in an overdischarge state.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제2 단계와 제3 단계의 최초 수행은 동시에 이루어지는 전동공구 제어방법.
    11. The method of claim 10,
    Wherein the first and second steps of the second and third steps are simultaneously performed.
  13. 삭제delete
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